《C++ Stack与Queue详解掌握指南》：带领你从基础夯实到玩转栈与队列容器
🔥个人主页：Cx330🌸
❄️个人专栏：《C语言》《LeetCode刷题集》《数据结构-初阶》《C++知识分享》
《优选算法指南-必刷经典100题》《Linux操作系统》:从入门到入魔
🌟心向往之行必能至
🎥Cx330🌸的简介：
目录
前言：
stack（栈）和queue（队列）是 C++ 标准库中两种常用的适配器容器，它们的核心价值在于提供严格的数据访问规则（栈->后进先出 ，队列->先进先出），这篇博客将着重于实际使用来帮助你快速掌握这两个容器的使用
一. 基础夯实：Stack 与 Queue 的核心特性
在写代码前，首先要明确两者的 “数据访问规则”—— 这是它们区别于其他容器的关键：
| 容器 | 核心规则 | 访问特性 | 适用场景 |
| stack | 后进先出 | 仅能访问“栈顶”元素 | 函数调用栈、表达式求值、撤销操作 |
| queue | 先进先出 | 仅能访问“队头”和“队尾”元素 | 任务调度、消息队列、广度优先搜索 |
两者的共性是 “限制访问”：不支持随机访问（如 [] 下标），也不支持迭代器遍历 —— 目的是强制遵循其数据规则，避免错误的访问方式
二. Stack（栈）：后进先出
2.1 核心特性：
- 访问规则：只能从"栈顶"添加或删除元素(最后入栈的元素最先出栈)
- 适用场景：函数调用栈，表达式求值等
2.2 头文件与定义
#include <stack> //头文件 using namespace std; // 定义栈：默认存储int类型，底层依赖deque实现 stack<int> st; // 可指定底层容器 stack<int, vector<int>> st_v; // 基于vector的栈 stack<int, list<int>> st_l; // 基于list链表的栈 2.3 常用接口大全
| 接口 | 功能描述 | 示例 |
| push(val) | 向栈顶添加元素，新元素成为新的栈顶 | st.push(10) |
| pop() | 删除当前栈顶元素（操作后原栈顶的下一个元素成为新栈顶），无返回值，需先确保栈非空 | st.pop() |
| top() | 返回栈顶元素的引用（可直接读取或修改栈顶值），需先确保栈非空 | int x = st.top();（读取）；st.top() = 20;（修改） |
| size() | 返回栈中当前存储的元素总个数，返回值为无符号整数（size_t） | cout << st.size(); |
| empty() | 判断栈是否为空，若栈中无元素则返回 true，否则返回 false | if (!st.empty()) { ... } |
2.4 用法演示
void test_stack() { stack<int> st; st.push(1); st.push(2); st.push(3); st.emplace(4); while (!st.empty()) { cout << st.top() << " "; st.pop(); } cout << endl; } int main() { test_stack(); } 
三. Queue（队列）：先进先出
3.1 核心特性：
- 访问规则：从"队尾"添加元素，从"队头"删除元素(最先入队的元素最先出队)
- 适用场景：任务调度（如打印队列）、消息队列、广度优先搜索
3.2 头文件与定义：
#include <queue> // 头文件 using namespace std; // 定义队列：默认底层依赖deque实现 queue<int> q; // 可指定底层容器（如list，不建议用vector，因vector头删效率低） queue<int, list<int>> q_l; // 基于list的队列 3.3 常用接口大全
| 接口 | 功能描述 | 示例 |
| push(val) | 向队列的队尾添加一个元素，新元素成为队列的最后一个元素，操作后队列长度+1 | q.push("任务1"); |
| pop() | 删除队列的队头元素（即最早入队的元素），操作后队列长度-1，无返回值（需先通过 front() 获取队头元素再删除） | q.pop(); |
| front() | 返回队列队头元素的引用（可读取或修改），仅访问不删除，需确保队列非空 |
|
| back() | 返回队列队尾元素的引用（可读取或修改），仅访问不删除，需确保队列非空 | string last = q.back();（读取）；q.back() = "最后任务";（修改） |
| size() | 返回队列中当前存储的元素总个数，返回值类型为 size_t（无符号整数） | cout << q.size(); |
| empty() | 判断队列是否为空：若队列中无元素则返回 true，有元素则返回 false，常用于遍历或删除前判断队列状态 | if (q.empty()) { cout << "队列为空"; } |
3.4 用法演示
void test_queue() { queue<int> q; q.push(1); q.push(2); q.push(3); q.emplace(4); while (!q.empty()) { cout << q.front() << " "; q.pop(); } cout << endl; } int main() { //test_stack(); test_queue(); } 
四. 实战练习题
4.1 最小栈
题目链接：
155. 最小栈 - 力扣（LeetCode）
题目描述：
图解：
C++代码实现：
class MinStack { public: MinStack() { //可以啥都不写，甚至可以删掉 //会去调这个自定义类型的默认构造 } void push(int val) { _st.push(val); if(_minst.empty()||_minst.top()>=val) _minst.push(val); } void pop() { if(_minst.top()==_st.top()) _minst.pop(); _st.pop(); } int top() { return _st.top(); } int getMin() { return _minst.top(); } private: stack<int> _st; stack<int> _minst; }; /** * Your MinStack object will be instantiated and called as such: * MinStack* obj = new MinStack(); * obj->push(val); * obj->pop(); * int param_3 = obj->top(); * int param_4 = obj->getMin(); */ 4.2 栈的压入、弹出序列
题目链接：
栈的压入、弹出序列_牛客题霸_牛客网
题目描述：
图解：
C++代码实现：
class Solution { public: /** * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可 * * * @param pushV int整型vector * @param popV int整型vector * @return bool布尔型 */ bool IsPopOrder(vector<int>& pushV, vector<int>& popV) { int pushi=0,popi=0; stack<int> st; while(pushi<pushV.size()) { st.push(pushV[pushi]); while(!st.empty()&&st.top()==popV[popi]) { st.pop(); popi++; } pushi++; } return st.empty(); } }; 4.3 逆波兰表达式求值
题目链接：
150. 逆波兰表达式求值 - 力扣（LeetCode）
题目描述：
图解：
C++代码实现：
class Solution { public: int evalRPN(vector<string>& tokens) { stack<int> st; for(auto& str:tokens) { if(str=="+"||str=="-"||str=="*"||str=="/") { //运算符 int right=st.top(); st.pop(); int left=st.top(); st.pop(); switch(str[0]) { case '+': st.push(left+right); break; case '-': st.push(left-right); break; case '*': st.push(left*right); break; case '/': st.push(left/right); break; } } else{ //运算数 st.push(stoi(str)); } } return st.top(); } }; 4.4 二叉树的层序遍历
题目链接：
102. 二叉树的层序遍历 - 力扣（LeetCode）
题目描述：
图解：
C++代码实现：
/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {} * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {} * }; */ class Solution { public: vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) { queue<TreeNode*> q; int levelSize=0; if(root) { q.push(root); levelSize=1; } vector<vector<int>> vv; while(!q.empty()) { vector<int> v; //一层一层的出 while(levelSize--) { TreeNode* front=q.front(); q.pop(); v.push_back(front->val); if(front->left) q.push(front->left); if(front->right) q.push(front->right); } vv.push_back(v); //现在的leveSize等于当前队列的size levelSize=q.size(); } return vv; } }; 结尾：
往期回顾：
《C++ 手搓list容器底层》：从结构原理深度解析到功能实现（附源码版）
总结：Stack 和 Queue 作为 C++ 标准库中经典的适配器容器，凭借明确的访问规则在各类场景中大显身手。掌握它们的基础操作，再结合实战习题打磨，就能轻松应对算法与业务中的数据管理需求，快去实践吧
